DE60106185T2

DE60106185T2 - Verfahren und vorrichtung für den kontinuierlichen tintenstrahldruck

Info

Publication number: DE60106185T2
Application number: DE60106185T
Authority: DE
Inventors: David L. Rochester Jeanmaire; James M. Rochester Chwalek; Christopher N. Rochester Delametter
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: DE60106185D1; JP2009274451A; EP1219429A2; EP1219429A3; EP1219429B1; US20020085071A1; JP4847562B2; US6863385B2; JP4847561B2; US20030202054A1; JP4787304B2; JP2009006727A; US6588888B2; JP2009274450A; JP2002225316A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet digital gesteuerter Druckvorrichtungen und insbesondere auf kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker, bei denen der flüssige Tintenstrom in Tropfen aufgebrochen wird, von denen einige selektiv abgelenkt werden.
Der digital gesteuerte Farbdruck wird herkömmlicherweise mittels einer von zwei Technologien bewerkstelligt. Beide erfordern für jede der vorgesehenen Tintenfarben jeweils eigene Tintenvorräte. Die Tinte wird durch im Druckkopf ausgebildete Kanäle zugeführt. Dabei weist jeder Kanal eine Düse auf, aus der selektiv Tintentropfen ausgestoßen und auf ein Medium aufgebracht werden. Bei jeder Technologie sind typischerweise für jede zu druckende Tintenfarbe eigene Tintenzuführsysteme erforderlich. Normalerweise werden die drei Subtraktionsfarben, d. h. Cyan, Gelb und Magenta, verwendet, weil man mit diesen Farben im Allgemeinen bis zu mehreren Millionen wahrnehmbarer Farbkombinationen erzielen kann.
Bei der ersten, allgemein als "Drop-on-demand"-Tintenstrahldruck (DOD-Druck) bezeichneten Technologie werden Tintentropfen zum Aufbringen auf ein Aufzeichnungsmedium mittels eines (thermischen, piezoelektrischen, usw.) Druckbetätigungselements erzeugt. Die selektive Aktivierung des Betätigungselements bewirkt die Ausbildung und das Ausstoßen eines fliegenden Tintentropfens, der den Abstand zwischen dem Druckkopf und dem Druckmedium überwindet und auf das Druckmedium auftrifft. Die Druckbilder werden dadurch erzeugt, dass man die Ausbildung einzelner Tintentropfen so steuert, wie dies für die Erzeugung des gewünschten Bildes erforderlich ist. Ein geringfügiger Unterdruck in jedem Kanal verhindert normalerweise, dass die Tinte ungewollt aus der Düse austritt, und sorgt außerdem für die Ausbildung eines leicht konkaven Meniskus an der Düse, was dazu beiträgt, die Düse sauber zu halten.
Bei herkömmlichen DOD-Tintenstrahldruckern wird der Tintenstrahl-Tropfen an den Düsen des Druckkopfs mittels eines Druckbetätigungselements erzeugt. Normalerweise verwendet man hierzu eine von zwei Arten von Betätigungselementen, d. h. thermische oder piezoelektrische Betätigungselemente. Bei thermischen Betätigungselementen heizt ein an geeigneter Position angeordnetes Heizelement die Tinte auf, wodurch eine bestimmte Menge der Tinte die Phase ändert und den Zustand einer gasförmigen Dampfblase annimmt, wodurch der innere Tintendruck so stark steigt, dass ein Tintentropfen ausgestoßen wird. Bei piezoelektrischen Betätigungselementen wird ein elektrisches Feld an ein piezoelektrisches Material angelegt, dessen Eigenschaften eine mechanische Spannung im Material erzeugen, wodurch ein Tintentropfen ausgestoßen wird. Die am häufigsten hergestellten piezoelektrischen Materialien sind Keramikmaterialien, etwa Bleizirconattitanat, Bariumtitanat, Bleititanat und Bleimetaniobat.
US-A-4 914 522, erteilt am 3, April 1990 an Duffield et al., beschreibt einen DOD-Tintenstrahldrucker, bei dem eine gewünschte Farbdichte durch Luftdruck erzeugt wird. Dabei strömt in einem Vorratsbehälter befindliche Tinte durch einen Kanal und bildet am Ende einer Tintenstrahldüse einen Meniskus aus. Eine Luftdüse, die derart angeordnet ist, dass am Ende der Tintenstrahldüse ein Luftstrom über den Meniskus geführt wird, bewirkt, dass die Tinte aus der Düse heraus gesaugt und zu einem feinen Sprühnebel versprüht wird. Der Luftstrom wird einem Steuerventil mit konstantem Druck über einen Kanal zugeführt. Das Ventil wird mittels eines piezoelektrischen Betätigungselements geöffnet und geschlossen. Bei Anlegen einer Spannung an das Ventil öffnet sich das Ventil, so dass Luft durch die Luftdüse strömen kann. Liegt die Spannung nicht mehr an, schließt sich das Ventil, und es kann keine Luft durch die Luftdüse strömen. Auf diese Weise bleibt die Größe des auf das Bild aufgebrachten Tintenpunkts konstant, während sich die gewünschte Farbdichte des Tintenpunkts in Abhängigkeit von der Impulsbreite des Luftstroms verändert.
Die zweite Technologie, üblicherweise "Dauerstrom"- oder "kontinuierlicher" Tintenstrahldruck genannt, arbeitet mit einem unter Druck stehenden Tintenvorrat, der einen kontinuierlichen Strom von Tintentropfen erzeugt. Bei herkömmlichen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckern sind elektrostatische Ladeeinrichtungen in der Nähe des Punkts angeordnet, an dem ein Strahl der Arbeitsflüssigkeit in einzelne Tintentropfen aufbricht. Die Tintentropfen werden elektrisch geladen und dann durch Ablenkelektroden mit hoher Potentialdifferenz auf eine gewünschte Position gerichtet. Soll der Tropfen nicht drucken, wird er in einen Tintenauffangmechanismus (Auffang-, Abfangeinrichtung, Rinne, usw.) gerichtet und entweder in den Prozess zurückgeführt oder entsorgt. Soll der Tropfen drucken, wird er nicht abgelenkt, so dass er auf ein Aufzeichnungsmedium auftreffen kann. Alternativ ist es auch möglich, abgelenkte Tintentropfen auf das Aufzeichnungsmedium auftreffen zu lassen, während die nicht abgelenkten Tintentropfen im Auffangmechanismus gesammelt werden.
Kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldruckvorrichtungen sind normalerweise schneller als DOD-Vorrichtungen und erzeugen Druckbilder und Grafiken höherer Qualität. Allerdings ist für jede gedruckte Farbe ein besonderes System für die Tropfenerzeugung, Ablenkung und das Auffangen von Tropfen erforderlich.
Herkömmliche kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker arbeiten mit elektrostatischen Ladevorrichtungen und Ablenkplatten; sie erfordern zahlreiche Komponenten und im Betrieb sehr viel Platz. Dies führt zu komplizierten kontinuierlichen arbeitenden Tintenstrahl-Druckköpfen und -Druckern mit hohem Energiebedarf, die schwierig herzustellen und schwer zu steuern sind. Herkömmliche kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker sind zum Beispiel in US-A-1 941 001, erteilt am 26. Dezember 1933 an Hansell, US-A-3 373 437, erteilt am 12. März 1968 an Sweet et al., US-A-3 416 153, erteilt am 6. Oktober 1963 an Hertz et al., US-A-3 878 519, erteilt am 15. April 1975 an Eaton, und US-A-4 346 387, erteilt am 24. August 1982 an Hertz, beschrieben.
US-A-4 068 241 beschreibt ein Tintenstrahldrucksystem, das bei entsprechender Betätigung eine mechanische Vibration auf eine aus einer Düse ausgestoßene Tintensäule aufbringt. Die mechanische Vibration bewirkt, dass die Tintensäule abwechselnd zwei Größen von Tintentropfen, große und kleine, ausbildet. Die großen Tropfen werden im Flug abgefangen und daran gehindert, das entsprechende Aufzeichnungsmedium zu erreichen. Außerdem werden durch Veränderung der Stärke der mechanischen Vibration kleine Tropfen, die für das Drucken nicht benötigt werden, mit den im Flug abgefangenen großen Tropfen zusammengeführt.
US-A-3 709 432, erteilt am 9. Januar 1973 an Robertson, beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stimulieren eines Strahls einer Arbeitsflüssigkeit, bei dem die Arbeitsflüssig keit durch Einsatz von Wandlern in gleichmäßig beabstandete Tintentropfen aufgebrochen wird. Die Länge der Strahlen vor dem Aufbrechen in Tropfen wird durch Steuerung der den Wandlern zugeführten Stimulationsenergie geregelt, wobei eine Stimulierung mit hohen Amplituden zu kurzen Strahlen und geringe Amplituden zu langen Strahlen führen. An einem Punkt zwischen den Enden der langen und der kurzen Strahlen wird ein Luftstrom quer zur Bewegungsbahn der Flüssigkeit erzeugt. Der Luftstrom beeinflusst die Bewegungsbahnen der Strahlen, bevor sie in Tropfen aufbrechen, stärker als die Bewegungsbahnen der Tintentropfen selbst. Durch Steuerung der Strahlenlänge können so die Flugbahnen der Tintentropfen gesteuert oder von einer Bahn in eine andere umgelenkt werden. Auf diese Weise können einige Tintentropfen in eine Auffangrichtung gelenkt, andere auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden.
Dieses Verfahren beruht nicht auf elektrostatischen Mitteln zur Beeinflussung der Flugbahn der Tropfen, sondern auf der präzisen Steuerung der Aufbrechpunkte der Strahlen und der Positionierung des Luftstroms zwischen diesen Aufbrechpunkten. Ein System dieser Art ist schwer zu steuern und herzustellen. Außerdem ist der physische Abstand bzw. die Trennung zwischen den beiden Tropfenbahnen sehr klein, was die Steuerung und die Herstellung weiter erschwert.
US-A-4 190 844, erteilt am 26. Februar 1980 an Taylor, beschreibt einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker mit einer ersten Druckluft-Ablenkeinrichtung zum Ablenken nicht druckender Tintentropfen zu einer Auffangeinrichtung und einer zweiten Druckluft-Ablenkeinrichtung, die die druckenden Tintentropfen in Schwingungen versetzt. Dabei tritt aus einem Druckkopf ein Strom einer Arbeitsflüssigkeit aus, der in einzelne Tintentropfen aufbricht. Die Tintentropfen werden dann mittels einer ersten Druckluft-Ablenkeinrichtung, einer zweiten Druckluft-Ablenkeinrichtung oder beiden selektiv abgelenkt. Die erste Druckluft-Ablenkeinrichtung ist eine solche mit zwei Zuständen, d. h. "ein/aus" oder "offen/geschlossen", bei der eine Membran eine Düse in Abhängigkeit von einem oder zwei getrennten elektrischen Signalen, die sie von einer zentralen Steuereinheit erhält, entweder öffnet oder schließt. Dadurch wird bestimmt, ob der Tintentropfen gedruckt oder nicht gedruckt wird. Die zweite Druckluft-Ablenkeinrichtung arbeitet kontinuierlich und weist eine Membran auf, die in Abhängigkeit von einem sich verändernden elektrischen Signal, das sie von der zentralen Steuereinheit erhält, den Öffnungsgrad einer Düse bestimmt. Dadurch werden die druckenden Tintentropfen in Schwingungen versetzt, so dass die Zeichen jeweils einzeln gedruckt werden können. Wird nur die erste Druckluft-Ablenkeinrichtung eingesetzt, werden die Zeichen zeilenweise erzeugt und durch wiederholte Durchgänge des Druckkopfs aufgebaut.
Dieses Verfahren beruht nicht auf elektronischen Mitteln zur Beeinflussung der Tropfen, sondern auf der präzisen Steuerung und dem präzisen Timing der ersten Druckluft-Ablenkeinrichtung ("offen/geschlossen") für die Erzeugung der druckenden und der nicht druckenden Tintentropfen. Ein solches System ist schwer herzustellen und präzise zu steuern, was zumindest zu dem vorstehend besprochenen Aufbau von Tintentropfen führt. Außerdem ist die physische Trennung bzw. der Abstand zwischen den beiden Tropfenbahnen wegen des erforderlichen präzisen Timings unbeständig, was die Schwierigkeit der Steuerung von druckenden und nicht druckenden Tintentropfen erhöht und zu einer schlechten Kontrolle der Tintentropfen-Flugbahn führt.
Darüber hinaus führt die Verwendung zweier Druckluft-Ablenkeinrichtungen zu einem komplizierteren Aufbau des Druckkopfs und zu einer größeren Anzahl von Komponenten. Die zusätzlichen Komponenten und der komplizierte Aufbau erfordern sehr viel Platz zwischen dem Druckkopf und dem Medium und verlängern damit die Tintentropfen-Flugbahn. Die Verlängerung der Tintentropfen-Flugbahn vermindert jedoch die Platzierungsgenauigkeit des Tropfens und damit die Qualität des gedruckten Bildes. Um Bilder hoher Qualität zu garantieren, besteht daher die Notwendigkeit, die Distanz zu minimieren, die der Tropfen zurücklegen muss, bevor er auf das Druckmedium auftrifft. Eine Druckluftbetätigung, bei der die Luftströme ein- und ausgeschaltet werden müssen, ist zwangsläufig langsam, da übermäßig viel Zeit für die mechanische Betätigung und für das Abklingen von dynamischen Abweichungen im Luftstrom benötigt wird.
US-A-6 079 821, erteilt am 27. Januar 2000 an Chwalek et al., beschreibt einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker, bei dem durch Betätigung asymmetrischer Heizelemente aus einem Strahl einer Arbeitsflüssigkeit einzelne Tintentropfen gebildet und ablenkt werden. Dabei weist ein Druckkopf einen unter Druck stehenden Tintenvorrat sowie ein asymmetrisches Heizelement auf, durch dessen Betätigung druckende und nicht druckende Tintentropfen erzeugt werden können. Druckende Tintentropfen bewegen sich entlang einer Flugbahn für druckende Tintentropfen und treffen schließlich auf ein Aufzeichnungsmedium auf, während nicht dru ckende Tintentropfen sich entlang einer Flugbahn für nicht druckende Tintentropfen bewegen und schließlich auf eine Auffangoberfläche auftreffen. Die nicht druckenden Tintentropfen werden durch einen in der Auffangeinrichtung ausgebildeten Kanal zum Abtransport der Tinte in den Prozess zurückgeführt oder entsorgt.
Der bei Chawlek et al. beschriebene Tintenstrahldrucker arbeitet bei Einsatz für seinen beabsichtigten Verwendungszweck zwar außerordentlich gut, der Einsatz eines Heizelements zum Erzeugen und Ablenken der Tintentropfen erhöht aber den Energie- und Leistungsbedarf dieses Geräts.
Die gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereichte und gemeinsam abgetretene US-Patentanmeldung Nr. 09/750 946 mit dem Titel Druckkopf mit Trennung der Tintentropfen mittels eines Gasstroms und Verfahren zum Ablenken von Tintentropfen beschreibt eine Druckvorrichtung mit einem Tropfen-Ablenksystem und einen Tropfen-Erzeugungsmechanismus. Beim Drucken werden eine Vielzahl von Tintentropfen mit großem und kleinem Volumen in einem Strom erzeugt. Das Tropfenablenksystem wirkt derart mit dem Tintentropfenstrom zusammen, dass einzelne Tintentropfen in Abhängigkeit von ihrem jeweiligen Tropfenvolumen abgesondert werden. Auf diese Weise kann man Tropfen mit großem Volumen auf ein Aufzeichnungsmedium auftreffen lassen, während Tropfen mit kleinem Volumen bei ihrer Abwärtsbewegung abgelenkt werden können und auf eine Auffangoberfläche auftreffen.
Zwar arbeitet die vorstehend beschriebene Vorrichtung bei Einsatz für ihren beabsichtigten Verwendungszweck außerordentlich gut, Bilder, die mit großvolumigen Tintentropfen gedruckt werden, weisen aber typischerweise eine geringere Auflösung auf als Bilder, die mit kleinvolumigen Tintentropfen gedruckt werden.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Tintenstrahl-Druckkopf und -Drucker einfacher Bauweise mit verringertem Energie- und Leistungsbedarf, der in der Lage ist, Bilder hoher Auflösung mit den verschiedensten Tinten auf den verschiedensten Materialien zu drucken.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckvorrichtung und ein Verfahren zum Ablenken von Tintentropfen bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch die in den beiliegenden Ansprüchen definierte Erfindung erfüllt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht des Druckkopfs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2A bis 2F Diagramme der Frequenzsteuerung eines in der bevorzugten Ausführungsform gemäß 1 verwendeten Heizelements und der erzeugten Tintentropfen;
3 eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldruckers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
4 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Tintenstrahldruckers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
5 eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldruckers gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
Die Beschreibung richtet sich insbesondere auf jene Elemente, die Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind oder direkter mit ihre zusammenwirken. Es versteht sich, dass hier nicht besonders dargestellte oder beschriebene Elemente in unterschiedlicher, dem Fachmann bekannter Art ausgebildet sein können.
In 1 ist ein tropfenbildender Mechanismus 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der tropfenbildende Mechanismus 10 umfasst einen Druckkopf 12, mindestens einen Tintenvorrat 14 und eine Steuerung 16. Wenn auch der tropfenbildende Mechanismus 10 der Klarheit halber nur schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt ist, wird es für den Fachmann doch leicht sein, die jeweilige Größe und die Verbindungen der Elemente der bevorzugten Ausführungsform zu bestimmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druckkopf 12 mittels bekannter Halbleiter-Fertigungstechniken (Fertigungstechniken für CMOS-Schaltungen, Fertigungstechniken für mikro-elektromechanische Strukturen (MEMS), usw.) aus einem Halbleitermaterial (Silikon, usw.) hergestellt. Es ist jedoch auch ausdrücklich vorgesehen und liegt daher im Rahmen dieser Beschreibung, dass der Druckkopf 12 unter Einsatz aller dem Fachmann bekannten Fertigungstechniken aus beliebigen Materialien hergestellt sein kann.
In 1 ist zu erkennen, dass an dem Druckkopf 12 mindestens eine Düse 18 ausgebildet ist. Zwischen der Düse 18 und dem Tintenvorrat 14 besteht eine Flüssigkeitsverbindung in Form eines ebenfalls im Druckkopf 12 ausgebildeten Tintenkanals 20. Es ist jedoch auch ausdrücklich vorgesehen und liegt daher im Rahmen dieser Beschreibung, dass der Druckkopf 12 noch weitere Tintenvorräte und entsprechende Düsen 18 aufweisen kann, um einen Farbdruck mit drei oder mehr Tintenfarben zu ermöglichen. Außerdem ist mittels des einen Tintenvorrats 14 und der Düse 18 ein Schwarz/Weiß-Druck oder ein Einfarbendruck möglich.
Am Druckkopf 12 ist ein Heizelement 22 zumindest teilweise um eine entsprechende Düse 18 herum ausgebildet oder angeordnet. Die Anordnung des Heizelements 22 in einem radialen Abstand vom Rand der entsprechenden Düse 18 ist zwar möglich, vorzugsweise wird das Heizelement 22 jedoch dicht an der entsprechenden Düse 18 konzentrisch angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Heizelement 22 im Wesentlichen kreisförmig oder ringförmig ausgebildet. Es ist jedoch auch ausdrücklich vorgesehen und liegt daher im Rahmen dieser Beschreibung, dass das Heizelement 22 auch in Form eines Teils eines Rings, Quadrats, usw., ausgebildet sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Heizelement 22 ein über Leiter 28 mit elektrischen Kontaktflecken 26 elektrisch verbundenes elektrisches Widerstandsheizelement 24.
Die Leiter 28 und die elektrischen Kontaktflecke 26 können zumindest teilweise am Druckkopf 12 ausgebildet oder angebracht sein und stellen die elektrische Verbindung zwischen der Steue rung 16 und dem Heizelement 22 her. Alternativ kann die elektrische Verbindung zwischen der Steuerung 16 und dem Heizelement 22 auch in jeder anderen bekannten Weise hergestellt werden. Ferner kann die Steuerung 16 eine relativ einfache Einrichtung (eine Stromversorgung für das Heizelement 22, usw.) oder eine relativ komplexe Vorrichtung (logische Steuerung, programmierbarer Mikroprozessor, usw.) sein und zahlreiche Komponenten (Heizelement 22, tropfenbildender Mechanismus 10, Druckwalze 80, usw.) in der gewünschten Weise steuern.
In 2A und 2B zeigt 2A eine allgemeine Darstellung der von der Steuerung 16 an das Heizelement 22 übermittelten elektrischen Aktivierungs-Kurvenform, während in 2B die durch das Ausstoßen von Tinte aus der Düse 18 erzeugten einzelnen Tropfen 30, 31 und 32 in Kombination mit dieser Aktivierung des Heizelements schematisch dargestellt sind. Eine hohe Aktivierungsfrequenz des Heizelements 22 führt zu Tropfen 31, 32 mit kleinem Volumen, während eine niedrige Aktivierungsfrequenz des Heizelements 22 zu Tropfen 30 mit großem Volumen führt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die das Drucken mehrerer Tropfen je Bildpixel erlaubt, umfasst ein dem Drucken eines Bildpixels zugeordneter Zeitraum 39 Teil-Intervalle für das Erzeugen kleiner druckender Tintentropfen 31, 32 sowie Zeit für die Erzeugung eines größeren nicht druckenden Tropfens 30. In 2A ist der klareren Darstellung halber nur Zeit für die Erzeugung zweier kleiner druckender Tropfen 31, 32 dargestellt, es versteht sich jedoch, dass im Rahmen der Erfindung natürlich auch mehr Zeit für eine größere Anzahl druckender Tropfen vorgesehen werden kann.
Beim Drucken der einzelnen Bildpixel wird durch Aktivierung des Heizelements 22 mit einer elektrischen Impulsdauer 33 von normalerweise zwischen 0,1 und 10 Mikrosekunden, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Mikrosekunden, der große Tropfen 30 erzeugt. Die zusätzliche (optionale) Aktivierung des Heizelements 22 nach einer Verzögerungsdauer 36 durch einen elektrischen Impuls 34 erfolgt entsprechend den Bilddaten, wobei mindestens ein druckender Tropfen erforderlich ist. Wenn nach den Bilddaten ein weiterer druckender Tropfen erzeugt werden muss, wird das Heizelement 22 nach der Zeitverzögerung 37 nochmals mittels eines Impulses 35 aktiviert.
Die Zeiten 33, 34 und 35 der elektrischen Aktivierungsimpulse des Heizelements sind im Wesentlichen gleich, ebenso wie die Zeiten 36 und 37. Die Verzögerungszeiten 36 und 37 betragen normalerweise 1 bis 100 Mikrosekunden, vorzugsweise 3 bis 6 Mikrosekunden. Die Verzögerungszeit 38 ist die verbleibende Zeitspanne zwischen der erfolgten Ausbildung der maximalen Tintentropfenanzahl und dem Beginn der elektrischen Impulsdauer 33, die dem Beginn des nächsten Bildpixels entspricht, wobei die einzelnen Pixelzeiten jeweils allgemein mit 39 bezeichnet sind. Die Summe aus der elektrischen Impulsdauer 33 des Heizelements 22 und der Verzögerungszeit 38 soll wesentlich größer sein als die Summe der Aktivierungszeit 34 oder 35 des Heizelements und der Verzögerungszeit 36 oder 37, so dass das Volumenverhältnis der großen nicht druckenden Tintentropfen und der kleinen druckenden Tintentropfen vorzugsweise gleich dem Faktor vier (4) oder größer ist. Natürlich kann die Aktivierung des Heizelements 22 unabhängig auf der Grundlage der benötigten und aus der entsprechenden Düse 18 ausgestoßenen Tintenfarbe, der Bewegung des Druckkopfs 12 relativ zu einem Aufzeichnungsmedium W und dem zu druckenden Bild gesteuert werden. Es ist jedoch auch ausdrücklich vorgesehen und liegt daher im Rahmen dieser Beschreibung, dass das absolute Volumen der kleinen Tropfen 31 und 32 und der großen Tropfen 30 entsprechend den jeweiligen Druckerfordernissen, etwa der Art der Tinte und des Mediums oder des Formats und der Größe des Bildes, angepasst werden kann. Entsprechend sind im Folgenden enthaltene Hinweise auf großvolumige nicht druckende Tropfen 30 und kleinvolumige druckende Tropfen 31 und 32 nur relativ und als Beispiel und in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
In 2C bis 2F ist zu erkennen, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Zeit 39 jedes Bildpixels zwar im Wesentlichen konstant ist, die großen Tropfen 30 jedoch in Abhängigkeit von der Anzahl der vom Heizelement 22 erzeugten kleinen Tropfen 31, 32, 136 hinsichtlich Größe, Volumen und Masse variieren. In 2C und 2D wird nur ein kleiner Tropfen 31 erzeugt. Dadurch erhöht sich das Volumen des großen Tropfens 30 gegenüber dem großen Tropfen 30 in 2B und 2F. In 2E und 2F werden mehrere kleine Tropfen 31, 32, 136 erzeugt. Dadurch verringert sich das Volumen des großen Tropfens 30 gegenüber dem Volumen des großen Tropfens 30 in 2B und 2D. Das Volumen der großen Tropfen 30 in 2F ist jedoch immer noch größer als das Volumen der kleinen Tropfen 31, 32, 136, bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie weiter oben beschrieben ist, vorzugsweise mindestens um den Faktor vier (4). Der Tropfen 136 wird durch Aktivierung des Heizelements 22 während einer elektrischen Impulsdauer 132 erzeugt, nachdem das Heizelement 22 für eine Verzögerungszeit 134 deaktiviert wurde.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden die kleinen Tropfen 31, 32, 136 druckende Tropfen aus, die auf das Aufzeichnungsmedium W auftreffen, während die großen Tropfen 30 in einer Tintenauffangeinrichtung 60 gesammelt werden. Es ist jedoch auch ausdrücklich vorgesehen, dass die großen Tropfen 30 als druckende Tropfen dienen und die kleinen Tropfen 31, 32, 136 in der Tintenauffangauffangeinrichtung 60 gesammelt werden können. Dies kann so bewerkstelligt werden, dass man die Tintenauffangeinrichtung 60 in bekannter Weise so anordnet, dass sie die kleinen Tropfen 31, 32, 136 auffangt. Auf diese Weise können beim Drucken druckende Tropfen mit variierenden Größen und Volumina erzeugt werden.
3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckvorrichtung 42 (normalerweise einen Tintenstrahldrucker oder Druckkopf). Aus dem Druckkopf 12 werden großvolumige Tintentropfen 30 und kleinvolumige Tintentropfen 31 und 32 im Wesentlichen entlang einer Flugbahn X in einem Strom ausgestoßen. Während die Tintentropfen 30, 31 und 32 sich entlang der Flugbahn X bewegen, übt ein Tropfenumlenksystem 40 eine (allgemein mit 46 bezeichnete) Kraft auf die Tintentropfen 30, 31 und 32 aus. Die Kraft 46 wirkt entlang der Flugbahn X mit den Tropfen 30, 31 und 32 zusammen und bewirkt, dass die Tropfen 31 und 32 ihre Bahn ändern. Da das Volumen und die Masse der Tintentropfen 30 von jenen der Tintentropfen 31 und 32 abweichen, bewirkt die Kraft 46, dass sich die kleinen Tropfen 31 und 32 von den großen Tropfen 30 absondern und die kleinen Tropfen 31 und 32 von der Flugbahn X abweichen und sich entlang der Flugbahn Y für kleine oder druckende Tropfen bewegen. Da die großen Tropfen 30 von der Kraft 46 nur geringfügig beeinflusst werden, bewegen sich die großen Tropfen 30 weiterhin im Wesentlichen entlang der Flugbahn X.
Verringert man jedoch das Volumen der großen Tropfen 30, weichen sie geringfügig von der Flugbahn X ab und beginnen, sich entlang einer (in 4 im einzelnen dargestellten) Sammelrinnen-Flugbahn Z zu bewegen. Das Zusammenwirken der Kraft 46 mit den Tintentropfen 30, 31 und 32 wird im einzelnen noch unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Das Tropfenumlenksystem 40 kann eine Gasquelle aufweisen, die eine Kraft 46 erzeugt. Normalerweise wirkt die Kraft 46 in einem Winkel zum Strom der Tintentropfen, der so eingestellt werden kann, dass die Tintentropfen in Abhängigkeit von ihrem Tropfenvolumen selektiv abgelenkt werden. Tintentropfen mit kleinerem Volumen werden stärker abgelenkt als Tintentropfen mit einem größeren Volumen.
Das Tropfenumlenksystem 40 erleichtert die laminare Gasströmung durch eine Kammer 40. Ein Ende 48 des Tropfenumlenksystems 40 befindet sich in der Nähe der Flugbahn X. Gegenüber einer Rückführkammer 50 des Tropfenumlenksystems 40 ist eine Tintenrückgewinnungsleitung 70 vorgesehen, die die laminare Gasströmung begünstigt und gleichzeitig den sich entlang der Bahn X bewegenden Tropfenstrom gegen Störungen durch die Außenluft schützt. Die Tintenrückgewinnungsleitung 70 enthält eine Tintensammeleinrichtung 60, die dazu dient, die Flugbahn der großen Tropfen 30 zu unterbrechen, kleine Tintentropfen 31, 32 aber entlang der Flugbahn Y für die kleinen Tropfen zu einem Aufzeichnungsmedium W auf einer Drucktrommel 80 fliegen zu lassen.
Um die Rückführung nicht gedruckter Tintentropfen über eine Tintenrückführleitung 100 zur späteren Wiederverwendung zu ermöglichen, steht die Tintenrückgewinnungsleitung 70 mit einem Tintenauffangbehälter 90 in Verbindung. Der Tintenauffangbehälter 90 kann einen offenzelligen Schwamm oder Schaumstoff 130 enthalten, um bei Anwendungen, bei denen der Druckkopf 12 sich schnell bewegt, ein Schwappen der Tinte zu verhindern. Dabei kann mit dem Tintenauffangbehälter 90 eine mit einer Unterdruckquelle 112 gekoppelte Unterdruckleitung 110 in Verbindung stehen, die in der Tintenrückgewinnungsleitung 70 einen Unterdruck erzeugt, der das Absondern und den Abtransport der Tintentropfen verbessert. Allerdings wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Tintenrückgewinnungsleitung 70 so gewählt, dass die Flugbahn Y der kleinen Tropfen nicht wesentlich gestört wird. Darüber hinaus lenkt die Gasrückführkammer 50 einen kleinen Teil der die Tintentropfen-Flugbahn X kreuzenden Gasströmung als Quelle für das in die Tintenrückgewinnungsleitung 70 gesaugte Gas ab.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Gasdruck im Tropfenumlenksystem 40 und in der Tintenrückgewinnungsleitung 70 in Verbindung mit der Auslegung der Tintenrückgewinnungsleitung 70 und der Rückgewinnungskammer 50 so angepasst, dass im Druckkopf in der Nähe der Tintenauffangeinrichtung 60 ein positiver Gasdruck gegenüber dem Umgebungsdruck in der Nähe der Druckwalze 80 herrscht. So werden Staub und Papierfasern aus der Umgebung davon abgehalten, sich der Tintenauffangeinrichtung 60 zu nähern und daran anzuhaften, und sie können auch nicht in die Tintenrückgewinnungsleitung 70 gelangen.
Im Betrieb wird in bekannter Weise ein Aufzeichnungsmedium W auf einer Druckwalze 80 in Querrichtung zur Flugbahn X transportiert. Der Transport des Aufzeichnungsmediums W ist mit der Bewegung des Druckmechanismus 10 und/oder der Bewegung des Druckkopfs 12 koordiniert. Dies kann in bekannter Weise mittels einer Steuerung 16 bewerkstelligt werden.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier wird unter Druck stehende Tinte 140 eines Tintenvorrats 14 durch die Düse 18 des Druckkopfs 12 ausgestoßen und ein Strahl einer Arbeitsflüssigkeit 145 erzeugt. Der Tropfenbildungsmechanismus 138, etwa das Heizelement 22, wird selektiv mit unterschiedlichen Frequenzen aktiviert, so dass der Strahl der Arbeitsflüssigkeit 145 in einen Strom einzelner Tintentropfen 30, 31, 32 aufgebrochen wird, wobei das Volumen der einzelnen Tintentropfen 30, 31, 32 durch die Aktivierungsfrequenz des Heizelements 22 bestimmt wird.
Während des Druckens wird der Tropfenbildungsmechanismus 138, zum Beispiel das Heizelement 22, selektiv so aktiviert, dass ein Tintenstrom mit einer Vielzahl von Tintentropfen unterschiedlicher Volumina erzeugt wird, wobei das Tintenumlenksystem 40 ebenfalls aktiviert ist. Nach dem Ausbilden der Tropfen weisen die großvolumigen Tropfen 30 auch eine größere Masse und einen größeren Bewegungsimpuls auf als die kleinvolumigen Tropfen 31 und 32. Durch das Einwirken der Gaskraft 46 auf den Strom der Tintentropfen sondern sich die einzelnen Tintentropfen in Abhängigkeit von ihrem Volumen und ihrer jeweiligen Masse ab. So kann die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Tropfenumlenksystem 40 derart eingestellt werden, dass eine ausreichend Differenzierung zwischen der Flugbahn Y der kleinen Tropfen und der Flugbahn X der großen Tropfen entsteht und die kleinen Tropfen 31 und 32 auf das Aufzeichnungsmedium W auftreffen können, während die großen Tropfen 30 weiterhin im Wesentlichen entlang der Flugbahn X abwärts fliegen oder geringfügig von dieser Bahn abweichen und entlang der Auffangrinnen-Flugbahn Z fliegen. Schließlich treffen die Tropfen 30 auf die Tintenauffangeinrichtung 60 auf oder fallen in anderer Weise in die Tintenrückgewinnungsleitung 70.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wirkt eine positive Kraft 46 (Gasdruck oder Gasströmung) am Ende 48 des Tropfenumlenksystems 40 darauf hin, die Tintentropfen 31 und 32 auf ihrem Weg in Richtung des Aufzeichnungsmediums W abzusondern und von der Tintenrückgewinnungsleitung 70 weg zu lenken. Der Grad der Absonderung zwischen großvolumigen Tropfen 30 und kleinvolumigen Tropfen 31 und 32 (in 4 mit S bezeichnet) hängt nicht nur von deren relativer Größe ab, sondern auch von der Geschwindigkeit, Dichte und Viskosität des vom Tropfenumlenksystems 40 kommenden Gases, der Geschwindigkeit und Dichte der großvolumigen Tropfen 30 und der kleinvolumigen Tropfen 31 und 32 und der (in 4 mit L bezeichneten) Einwirkungsstrecke, auf der die großvolumigen Tropfen 30 und die kleinvolumigen Tropfen 31 und 32 durch das mit der Kraft 46 vom Tropfenumlenksystem kommenden Gases beeinflusst werden. Gase unterschiedlicher Dichte und Viskositäten, unter anderem Luft, Stickstoff, usw. können mit vergleichbaren Ergebnissen eingesetzt werden.
Die großvolumigen Tropfen 30 und die kleinvolumigen Tropfen 31 und 32 können beliebige geeignete relative Größen aufweisen. Allerdings wird die Tropfengröße hauptsächlich bestimmt durch die Strömungsgeschwindigkeit durch die Düsen 18 und die Aktivierungsfrequenz des Heizelements 22. Die Strömungsgeschwindigkeit wird hauptsächlich bestimmt durch die geometrischen Eigenschaften der Düse 18, etwa den Düsendurchmesser und die Düsenlänge, den auf die Tinte ausgeübten Druck und die Flüssigkeitseigenschaften der Tinte, wie Viskosität, Dichte und Oberflächenspannung. Typische Tintentropfengrößen liegen daher im Bereich von 1 bis 10.000 Picoliter, sind auf diesen Bereich aber nicht beschränkt.
Die Tropfengrößen können in einem weiten Bereich eingestellt werden; bei typischen Tintenströmungsraten und einem Düsendurchmesser von 10 Mikron können jedoch zum Beispiel großvolumige Tropfen 30 durch Betrieb der Heizelemente mit einer Frequenz von 50 kHz, bei der Tropfen mit einem Volumen von 20 Picoliter entstehen, und kleinvolumige Tropfen 31 und 32 durch den Betrieb der Heizelemente mit einer Frequenz von 200 kHz erzeugt werden, bei der Tropfen mit einem Volumen von 5 Picoliter entstehen. Diese Tropfen bewegen sich normalerweise mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 10 m/s. Selbst bei der vorstehend genannten Geschwindigkeit und Größe der Tropfen ist, wie vorstehend bereits erwähnt, in Abhängigkeit von den physischen Eigenschaften des verwendeten Gases, der Geschwindigkeit des Gases und der Einwirkungsstrecke L ein weiter Bereich von Trennungsabständen S zwischen großvolumi gen und kleinvolumigen Tropfen möglich. Zum Beispiel können bei Verwendung von Luft als Gas die typischen Luftgeschwindigkeiten zwischen 100 und 1000 cm/s liegen, wobei sie jedoch nicht auf diesen Bereich beschränkt sind, während die Einwirkungsstecken L zwischen 0,1 und 10 mm liegen können, auf diesen Bereich aber nicht beschränkt sind. Bei praktisch allen Flüssigkeiten ändert sich mit der Temperatur auch die Oberflächenspannung um einen von Null abweichenden Wert. Das Heizelement 22 kann daher die Arbeitsflüssigkeit 145 in Tropfen 30, 31, 32 aufbrechen, so dass der Druckmechanismus 10 mit einer großen Bandbreite an Tinten arbeiten kann, da, wie dem Fachmann bekannt ist, das Aufbrechen der Flüssigkeit durch die räumliche Veränderung der Oberflächenspannung in der Arbeitsflüssigkeit 145 bewirkt wird. Verwendet werden können Tinten beliebiger Art, unter anderem auch Tinten auf Basis wässriger und nicht wässriger Lösungsmittel mit entweder Farbstoffen oder Pigmenten, usw. Auch sind mehrere Farben oder Tinte nur einer Farbe einsetzbar.
Die Fähigkeit, beliebige Tintenarten zu verwenden und Tropfengrößen, Trennungsabstände (in 4 mit S bezeichnet) und Tropfenablenkungen (in 4 als Ablenkwinkel D bezeichnet) zu erzeugen, ermöglicht das Drucken auf den unterschiedlichsten Materialien, unter anderem Papier, Vinyl, Stoff oder anderen Fasermaterialien, usw. Darüber hinaus weist die Erfindung einen geringen Energie- und Leistungsbedarf auf, da für die Ausbildung großvolumiger Tropfen 30 und kleinvolumiger Tropfen 31 und 32 nur eine geringe Leistung benötigt wird. Außerdem benötigt der Druckmechanismus 10 keine elektrostatischen Lade- und Ablenkeinrichtungen, und die Tinte muss keinen bestimmten elektrischen Leitfähigkeitsbereich aufweisen. Dies trägt nicht nur dazu bei, den Strombedarf zu verringern, sondern vereinfacht auch die Bauweise des Tintentropfen-Ausbildungsmechanismus 10 und die Steuerung der Tropfen 30, 31 und 32.
Der Druckkopf 12 kann mit Hilfe bekannter Techniken, etwa der CMOS- und der MEMS-Technik, hergestellt werden. Darüber hinaus kann der Druckkopf 12 zum Erzeugen der Tintentropfen 30, 31, 32 ein Heizelement, ein piezoelektrisches Betätigungselement, ein thermisches Betätigungselement, usw., aufweisen. Die Düsen 18 können in beliebiger Anzahl vorgesehen sein, und der Abstand zwischen den Düsen 18 kann entsprechend der jeweiligen Anwendung angepasst werden, um Koaleszenz der Tinte zu vermeiden und die gewünschte Auflösung zu erhalten.
Der Druckkopf 12 kann unter Verwendung eines Silikonsubstrats, usw., hergestellt werden. Außerdem kann der Druckkopf 12 jede beliebige Größe aufweisen, und seine Komponenten können unterschiedliche relative Dimensionen haben. Das Heizelement 22, der elektrische Kontaktfleck 26 und der Leiter 28 können mittels Vakuumbedampfungs- und Lithografietechniken, usw., ausgebildet und ausgelegt werden. Das Heizelement 22 kann in beliebiger Form und Art gewählt sein, zum Beispiel als Widerstandsheizelement, Strahlungsheizelement, Konvektionsheizelement, (endothermische oder exothermische) chemische Reaktionsheizelemente, usw., ausgebildet sein. Die Erfindung kann in beliebiger geeigneter Weise gesteuert werden, d. h. die Steuerung 16 kann von beliebiger Art sein, zum Beispiel auf einem Mikroprozessor mit einem vorgegebenen Programm basieren, usw.
Das Tropfenumlenksystem 40 kann von beliebiger Art sein und jede beliebige Anzahl geeigneter Kammern, Leitungen, Gebläse, Lüfter, usw. enthalten. Außerdem kann das Tropfenumlenksystem 40 eine Druckquelle, eine Unterdruckquelle oder beides und beliebige Elemente zum Erzeugen eines Druckgradienten oder einer Gasströmung aufweisen. Die Tintenrückgewinnungsleitung 70 kann zum Auffangen abgelenkter Tropfen in beliebiger Weise ausgebildet sein und kann gegebenenfalls auch belüftet sein.
Das Druckmedium W kann von beliebiger Art sein und in beliebiger Form vorliegen, zum Beispiel in Form einer Bahn oder in Blattform. Ferner kann das Druckmedium W aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen, darunter Papier, Vinyl, Stoff oder anderen großen Fasermaterialien, usw. Zum Bewegen des Druckkopfs relativ zum Druckmedium können beliebige Mechanismen eingesetzt werden, etwa ein herkömmlicher Rasterabtastmechanismus, usw.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Während die Tintentropfen 30, 31 und 32 sich entlang der Flugbahn X bewegen, bringt die Ablenk-Druckkammer 125 eine (allgemein mit 46 bezeichnete) Kraft auf die Tropfen 30, 31 und 32 auf. Die Kraft 46 beeinflusst die Tintentropfen 30, 31 und 32 auf der Flugbahn X und veranlasst die Tropfen 31 und 32, ihre Bewegungsbahn zu ändern. Da die Tintentropfen 30, 31 und 32 unterschiedliche Volumina und Massen aufweisen, bewirkt die Kraft 46, dass die kleinen Tropfen 31 und 32 sich von den großen Tropfen 30 absondern und von der Flugbahn X weg auf eine Flugbahn Y für die kleinen Tropfen abgelenkt werden. Auch die großen Tropfen 30 können von der Kraft 46 geringfügig beeinflusst werden. Daher setzen die großen Tropfen 30 entweder ihren Weg entlang der Flugbahn X für die großen Tropfen fort oder weichen ein wenig von dieser Flugbahn ab und beginnen, sich entlang der Auffangflugbahn Z zu bewegen, die von der Flugbahn X nur geringfügig abweicht. In 5 stammt die Kraft 46 von einem Unterdruck, der durch eine Vakuumquelle, eine Unterdruckquelle 112, usw., erzeugt und durch die Ablenkdruckkammer 125 geleitet wird.
Die vorstehende Beschreibung enthält zahlreiche Details und Besonderheiten. Es versteht sich jedoch, dass diese nur zum Zwecke der Erläuterung eingeführt wurden und nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen sind. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können in vielerlei Weise abgeändert werden, ohne den in den beiliegenden Ansprüchen definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Vorrichtung zum Drucken eines Bildes, mit: einem Tropfen bildenden Mechanismus (138), der in einem ersten Zustand betreibbar ist zum Ausbilden von entlang einer Bahn bewegbaren Tropfen mit einem ersten Volumen, und in einem zweiten Zustand zum Ausbilden einer Vielzahl von entlang der Bahn bewegbaren Tropfen mit anderen Volumina, wobei jedes der Vielzahl anderer Volumina größer ist als das erste Volumen; einem Tropfenumlenksystem (40), das eine Kraft (46) auf die entlang der Bahn bewegbaren Tropfen ausübt, wobei die Kraft in einer Richtung aufbringbar ist, derart, dass die Tropfen mit dem ersten Volumen von der Bahn abweichen, dadurch gekennzeichnet, dass der die Tropfen bildende Mechanismus eine Heizeinrichtung (24) aufweist, die im ersten Zustand betreibbar ist zum Ausbilden der entlang der Bahn bewegbaren Tropfen mit dem ersten Volumen und im zweiten Zustand zum Ausbilden der entlang der Bahn bewegbaren Tropfen mit einem zweiten Volumen; und eine Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, die in elektrischer Verbindung mit der Heizeinrichtung steht, wobei die Heizeinrichtung von der Steuereinrichtung mit einer Vielzahl von Frequenzen betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft in einer im Wesentlichen rechtwinklig zur Bahn verlaufenden Richtung aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft eine Gasströmung enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft auf die entlang der Bahn bewegbaren Tropfen derart aufbringbar ist, dass die die Vielzahl anderer Volumina enthaltenden Tropfen im Wesentlichen entlang der Bahn bewegbar bleiben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft auf die entlang der Bahn bewegbaren Tropfen derart aufbringbar ist, dass die die Vielzahl anderer Volumina enthaltenden Tropfen von der Bahn abweichen und beginnen, sich entlang einer Rinne zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, mit: einem an einem Ende der Rinne angeordneten Auffangbehälter (60), der derart ausgebildet ist, dass er die Tropfen mit der Vielzahl anderer Volumina auffängt.
Verfahren zum Umlenken von Tintentropfen, mit den Schritten: Ausbilden von entlang einer Bahn bewegbaren Tropfen mit einem ersten Volumen; Ausbilden von entlang der Bahn bewegbaren Tropfen mit anderen Volumina; und Bewirken, dass die Tropfen mit dem ersten Volumen von der Bahn abweichen, wobei das Ausbilden von entlang einer Bahn bewegbaren Tropfen mit dem ersten Volumen und das Ausbilden von entlang der Bahn bewegbaren Tropfen mit einer Vielzahl anderer Volumina den Schritt des Aufbringens von Wärme auf die Flüssigkeit mit einer Vielzahl von Frequenzen vorsieht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewirken, dass mindestens die Tropfen mit dem ersten Volumen von der Bahn abweichen, den Schritt umfasst des Aufbringens einer Kraft auf mindestens die Tropfen mit dem ersten Volumen in einer Richtung, derart, dass die Tropfen mit dem ersten Volumen von der Bahn abweichen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen von Kraft in einer zur Bahn im Wesentlichen rechtwinkligen Richtung erfolgt.